kromatografi

Kromatografi , kromatografi ( Yunanca , χρῶμα chroma "color" ve γράφειν graphein "write", Almanca renkli yazı ) kimyada , bir madde karışımının, sabit ve bir sabit arasındaki farklı bileşenlerinin farklı dağılımı yoluyla ayrılmasını sağlayan bir işlemdir. mobil aşama. Bu ilke ilk olarak 1901'de Rus botanikçi Mikhail Semjonowitsch Zwet tarafından , 1903'te ilk kez kamuoyuna açıklanmış ve 1906'da ilk kez "kromatografi" terimini kullanmıştır. Örneğin yaprak materyalinden renkli bitki özlerini inceledi ve kromatografi yoluyla bunlardan çeşitli boyaları izole edebildi. Bu yöntem, bir yandan üretimde maddelerin saflaştırılması için (= hazırlayıcı kromatografi), diğer yandan kimyasal analizde , madde karışımlarını, tanımlama veya nicel belirleme amacıyla mümkün olduğu kadar tek biçimli bileşenlere ayırmak için kullanılır. Kromatografi organik kimya , eczacılık , biyokimya , biyoteknoloji , mikrobiyoloji , gıda kimyası , çevre kimyası ve ayrıca inorganik kimyada kullanılmaktadır .

kromatografi prensibi

Kromatografiyi açıklamanın en kolay yolu bir karşılaştırma yapmaktır:

Azgın bir nehir oldukça fazla yüzen enkaz taşıyabilir. Yüzen enkazın hareket etme hızı şunlara bağlıdır:

• yüzen enkaz türü (kum taneleri çakıllardan daha hızlı taşınır),
• nehir yatağının doğası (pürüzlü yüzeyler yüzen döküntülerin sürtünmesini arttırır ve böylece kaldırma hızını azaltır)
• akış hızı üzerinde.

Kromatografide, farklı maddeler (= yüzen döküntüler) hareketli faz (= su) olarak adlandırılan bir fazda (= nehir yatağı) taşınır . Numune, durağan faz ve hareketli faz arasındaki etkileşimler (ayrım ilkeleri altındaki bölüme bakınız) nedeniyle , tek tek maddeler farklı hızlarda taşınır ve böylece birbirinden ayrılır: Çok küçük ve biraz daha büyük çakıllardan oluşan bir kum karışımı nehirde bir noktada tanıtılır; örneğin, yüz metre sonra, tüm kum önce gelir (birkaç metreye yayılır) ve belirli bir bekleme süresinden sonra tüm küçük çakıl taşları ve çok daha sonra büyük olanlar, her biri belirli bir mesafeye çekilir.

Bu karşılaştırma ilk giriş için uygundur. Aslında süreç (kromatografide) daha çok “dijital” bir süreci (“dur ve git”) andırır. Örnek moleküller ya mobil faz ile birlikte taşınır (mobil fazın hızında - analoji bir akımda pasif olarak taşınan bir sal olabilir) ya da durağan faza yapışırlar (hız sıfıra eşittir). Bu iki olasılık arasında çok hızlı bir şekilde geçiş yaparlar (ısı hareketi nedeniyle sürekli şok alırlar). Nehir yatağıyla yapılan karşılaştırma başka bir yanlış anlamaya da yol açabilir: çeşitli numune moleküllerinin kromatografik sistemden geçerken maruz kaldıkları gecikmelerin sürtünme fenomeni ile hiçbir ilgisi yoktur. Anlamanın temeli, dağılımdaki farklılıklardır (farklı A, B, C vb. molekül türlerinin). Bunlar, (A, B, C vb. tek tek moleküllerin mobil fazda ortalama olarak harcadıkları) zaman oranındaki farklılıklara karşılık gelirler. Kromatografi, bu farklılıkları hız farklılıklarına dönüştürmeyi ve böylece onları bir ayırma için kullanışlı hale getirmeyi başarır. Bu aynı zamanda "hile" veya kromatografi ilkesi olarak da adlandırılabilir. Aksi takdirde, genellikle çok küçük olan bu farklar, ne ayırma ve temizleme işlemleri için ne de analizler için kullanılabilir.

Bir örnek kullanarak anlamak daha kolaydır: A moleküllerinin %45'i (ortalama olarak) mobil fazdaysa, dinamik denge, bireysel A moleküllerinin de mobil fazda olduğu anlamına gelir. ortalama). Bu nedenle, hızları mobil faz hızının (ortalama olarak) %45'i olacaktır. Kromatografide iyi sonuçlar için, iki faz arasındaki madde alışverişinin çok hızlı gerçekleşmesi çok önemlidir, yani tek tek numune molekülleri iki faz arasında çok sık geçiş yapmalıdır (difüzyon süreçleri, ısı hareketi). Bunun için ön koşul, moleküllerin durağan fazdan hareketli faza kadar kat etmesi gereken yolların çok kısa olmasıdır. Sabit faz bir toz içeriyorsa, bu tozun tane boyutu çok küçük olmalıdır (örneğin sadece birkaç mikrometre). Belirli nedenlerden dolayı, toz tanecikleri de mümkün olduğu kadar muntazam bir şekilde şekillendirilmeli ve mümkün olduğu kadar muntazam bir boyuta sahip olmalıdır (dar tane boyutu dağılımı).

süreç

Kromatografi için mobil fazın akışının sağlanması, ayrılacak numunenin enjeksiyonu, fiili ayırma ve algılama gereklidir. Mobil fazın akışı, ya basınç (hidrolik pompa, gaz basıncı), kılcal kuvvet ya da bir elektrik voltajı uygulanarak sağlanır.

Enjeksiyon (= kromatografik sisteme madde karışımının giriş) yer alır, ya mobil faz akış (örneğin kurulmadan önce ince tabaka kromatografisi ) ya da mobil faz önce akarken. Çok sayıda numuneyle, otomatik numune alıcılar olarak adlandırılanlar, numuneleri tamamen otomatik olarak enjekte eden otomatikleştirilebilir kromatografi türleri (kendi veri toplama sistemleriyle birlikte) ile birlikte kullanılır.

Madde karışımının asıl ayrılması , ayırma bölümünde gerçekleşir. Tespit olmadan (= bir madde kromatografi sisteminin belirli bir bölümünden geçtiğinde veya işlem bittikten sonra bir maddenin durduğu yerde görünür hale getirme), kromatografi düşünülemez. Her bir kromatografi türü için, maddelerin fiziksel özellikleri (ışık absorpsiyonu, floresans , ışık saçılımı , termal iletkenlik ) kullanılarak veya kimyasal reaksiyonlar yoluyla bir sinyal elde edilerek farklı algılama sistemleri kullanılmaktadır . Kimyasal reaksiyonlar aracılığıyla z. B. Düzlemsel kromatografide (örneğin , ninhidrin kullanan amino asitler ) bir renklendirme elde edilir veya kolon kromatografisinde ayırmadan önce (kolon öncesi türevlendirme) veya ayırmadan sonra (kolon sonrası türevlendirme) reaksiyonlar gerçekleştirilir.

Hazırlayıcı kromatografide, ayrılan maddeyi toplamak için bir fraksiyon toplayıcı gereklidir.

Tasarım gereği, kromatografik saflaştırma işlemleri her zaman kesikli işlemlerdir. Bu, bir sonraki miktara geçmeden önce yalnızca belirli bir miktarda maddenin uygulanabileceği ve ayrılabileceği anlamına gelir. Bu, büyük miktarlarda çalışıldığında özellikle sorunludur, bu nedenle kromatografiyi sürekli olarak çalıştırabilmek için bazı yöntemler geliştirilmiştir: Halkalı kromatografi, TMB (Gerçek Hareketli Yatak) kromatografisi ve SMB (Simüle Hareketli Yatak) kromatografisi.

Terminoloji ve ilke

Durağan faz

Madde karışımının tek tek maddeleri ile etkileşime giren ve hareket etmeyen faz . Analitlerin tutulmaları sırasında kalmaları, hareketli ve sabit faz (rastgele yürüyüş) arasında değişir ve madde-özellikli alıkonma süresine neden olur. Gaz kromatografisinde, sabit faz, bir sıvıdan (ayırıcı sıvı) veya kılcalın içinin kaplandığı bir jelden oluşur. Sıvı kromatografisinde, durağan faz normalde katıdır, ancak hareketli faz ile karışmayan ve toz halindeki taşıyıcıyı ıslatan bir sıvı da olabilir . Son olarak, durağan faz, taşıyıcıya kimyasal olarak bağlı moleküllerden de oluşabilir.

Mobil aşama

Madde karışımının ayırma sisteminin başlangıcında verildiği ve hareket ettirildiği faz. Sıvı kromatografisinde hareketli faz sıvıdır. Gaz kromatografisinde hidrojen , helyum veya nitrojen gibi taşıyıcı gazlar kullanılır, ince tabaka kromatografisinde akış ajanından bahsedilir . Mobil fazlar, elüsyon yeteneklerinde farklılık gösterir ("Güç", " Elutrope aralığı " nın altına bakın ), bu, farklı tutma süreleri ve sıklıkla farklı seçicilikler gerektirir.

saklama

Tutma, sabit faz ile etkileşim yoluyla mobil fazın madde karışımındaki tek tek maddelerin gecikmiş akışı anlamına gelir.

Bir maddenin durağan faz tarafından tutulması esas olarak üç açıdan belirlenir:

• Maddenin durağan faz ile etkileşiminin gücü ("sabit fazda kalma eğilimi")
• Maddenin kaynama noktası ("mobil fazda kalma eğilimi")
• Maddenin difüzyon özellikleri ("sabit ve hareketli fazda hareketlilik")

Çoğu durumda, maddeleri ayırmak için analiz edilecek madde ile sabit faz arasında özel bir etkileşim kullanılır. Numune bileşenleri ve durağan faz arasındaki etkileşimlerin gücü, hem yapıları hem de fonksiyonel grupları tarafından belirlenir. Polar olmayan maddeler durumunda, sadece dispersiyon etkileşimleri ( van der Waals bağları ) meydana gelirken, polar ayırma fazları ayrıca hidrojen bağları veya donör-alıcı bağları gibi polar etkileşimlere girebilir . İkincisi, ilkeye göre ayrılır: karşıtlar çeker. Bu, hidrojen bağı için hidrojen alabilen ayırma fazlarının, örneğin bağlanma için hidrojen sağlayabilen ayrı maddeler (alkoller gibi) anlamına gelir. Örneğin , kaynama noktalarında farklılık göstermeyen ve bu nedenle aynı alıkonma sürelerine sahip olan enantiyomerler , farklı kuvvetlerdeki etkileşimleri ile özel siklodekstrin türevleri ile de ayrılabilir.

Saklama süresi

Saf bir maddenin moleküllerinin kolondan geçmesi gereken süre (enjeksiyondan algılamaya kadar).

Taşıyıcı gazların aksine, çoğu kimyasal madde sabit faz, yani. yani belirli bir süre sabit fazda kalırlar. Sabit aşamadaki kalış süreniz, mobil aşamadaki kalış sürenize (ölü zaman) eklenir, bu nedenle tüm GC sütununu geçmek için genel olarak daha uzun süreye ihtiyacınız vardır. Tutma terimi, başlangıçta, durağan fazın analiti belirli bir süre tutması gerçeğinden türetilmiştir. Ancak günümüzde alıkonma süresi terimi, analitin kolondan geçmesi gereken süre için basitleştirilmiş bir şekilde kullanılmaktadır ve bu nedenle buna ölü zaman da dahildir. Bu nedenle terimler aşağıdaki gibi tanımlanır:

• Tutma süresi ( t _R ): Bir analitin kolondan geçmesi için geçen toplam süredir. Bu, enjeksiyon ile analitin saptanması arasındaki süreye karşılık gelir.
• Ölü zaman ( t ₀ ): bir analitin sabit faz ile etkileşime girmeden mobil fazda kaldığı zamandır; dolayısıyla hareketli fazın kolondan geçmesi için geçen süreye karşılık gelir.
• Net alıkonma süresi veya azaltılmış alıkoyma süresi ( t _N ): Alıkoyma süresi ile ölü zaman arasındaki farktır. Bu nedenle, bir analitin durağan fazda olduğu zamana karşılık gelir. t _N = t _R - t ₀

Akış zamanı (ölü zaman)

Akış süresi ("ölü zaman" olarak da adlandırılır), mobil fazın veya tutulmayan bir maddenin kromatografi cihazından enjeksiyondan kolon yoluyla dedektöre geçmesi için gereken süreyi belirtir (ayrıca bkz . akış hacmi ). Akış süresi, tutulmamış bir maddenin ("inert madde") enjekte edilmesiyle belirlenebilir. Bu madde durağan faz ile sadece çok küçük ölçüde etkileşir. Bu nedenle, mobil faz ile aynı zamanda aparattan geçer. Akış süresi daha sonra dedektörde tepe noktasının göründüğü zamanla aynıdır.

Akış hacmi

Akış hacmi, doğrudan akış süresinden türetilebilir. Akış hacmi = mobil fazın akışı · akış süresi basit formülünden kaynaklanır. Akış hacmi, yüksek performanslı sıvı kromatografisinde (HPLC) çok sayıda hesaplama için çok önemlidir, örn. B. Farklı hacimlere sahip sütunlar arasında yöntem aktarımı için.

elüsyon

( Elution lat . Eluère "yıkama"), katı veya sıvı emdirilmiş adsorbanlardan ve iyon değiştiricilerden adsorbe edilen maddelerin, bir çözücünün ( eluent = mobil faz ) sürekli eklenmesiyle çözülmesi veya yer değiştirmesidir . Ayırma kolonundan dışarı akan çözeltiye elüat denir.

Bu işlem katı faz ekstraksiyonunda özellikle önemlidir .

Eluotropik seri

Bir referans madde (genellikle silika jel veya alüminyum oksit) durumunda elüsyon güçlerine göre mobil fazlar olarak yaygın olarak kullanılan çözücülerin düzenlenmesi .

çiçekleri

Kanama yaparken , kromatografi kolonları üzerindeki bir etkiye atıfta bulunulur; burada kolon, matrislerinin küçük miktarlarını kaybeder. Biri de sütunlu kanamadan bahseder. Gaz kromatografisinde artan kolon kanamasının nedeni kolon üzerindeki aşırı termal yük ve yüksek performanslı sıvı kromatografisinde (HPLC), örneğin eluent veya eluentlerin uygun olmayan pH değerlerinin kullanılması olabilir ( çok kuvvetli asidik veya alkali). Kolon kanaması, operasyon sırasında küçük bir oranda meydana gelir ve normalde orada bir problem değildir.Sütun kanaması, diğer şeylerin yanı sıra, ayırma kolonlarının yaşlanmasına neden olur. Bununla birlikte, ağır sütun kanaması, bir kütle spektrometresi gibi algılama veya akış aşağı analiz yöntemleri sırasında çok fazla sinyal gürültüsüne ve yüksek bir arka plan değerine neden olur .

sütun

Kromatografide, bir kolon veya ayırma kolonu , çapı birkaç mikrometreden birkaç metreye kadar olan içi boş bir tüptür. Uzunluk da birkaç santimetreden 150 metreye kadar değişir. Bu tüpte ya sadece iç duvar kaplanır (kılcal kolon) ya da kolon sabit faz ile doldurulur (dolgulu kolon). Bu farklılık gelen kolona düz veya dikey olmak zorunda değildir ki inşaat değil, aynı zamanda bir hortum gibi sıvamış olabilir.

Ters faz mekanizması

Adsorpsiyon kromatografisinde bir madde karışımını ayırmanın iki yolu vardır:

1. Normal faz : polar sabit faz ( silikajel , alüminyum oksit gibi), polar olmayan ila orta polar mobil faz (hidrokarbonlar, dioksan, etil asetat gibi) veya
2. Ters faz : polar olmayan sabit faz (modifiye silika jel gibi) ve polar hareketli faz (tamponlu su gibi).

İlk durumda, lipofilik maddeler kolayca ayrıştırılır, polar maddeler zordur, tersi durumda polar maddeler kolayca ayrıştırılır ("similia similibus solvuntur").

Olarak yüksek performanslı sıvı kromatografisi , gradyan elüsyon genellikle solventin bileşim yavaş gerçekleştirilir (örneğin% 80 ila% 20 su içeriği) değiştirilir, kullanılır. Alkanlar kolondan çok geç çıkar ve amino asitler çok erken ortaya çıkar ve bu fraksiyonlar kesilebilir.

Ayırma ilkesine göre sınıflandırma

Tüm kromatografik süreçlerin temel ilkesi, durağan bir faz ile hareketli bir faz arasında sıklıkla tekrarlanan bir denge kurulmasıdır. Denge, çeşitli fiziko-kimyasal etkiler nedeniyle gelişebilir.

• Adsorpsiyon kromatografisi - dinlenme fazına adsorpsiyonel bağların farklı güçleri nedeniyle çeşitli bileşenler ayrılır. Hareketli faz, az çok polar bir çözücü veya gaz halindeki maddeler durumunda bir taşıyıcı gaz olabilir. Sıvı kromatografisi durumunda, sabit fazın (geniş) yüzeyindeki yapışma noktaları için çeşitli numune molekülleri ile hareketli fazın (çözücü, çözücü) molekülleri arasında bir rekabet hayal edilir.
• Bölme kromatografisi - ekstraksiyon işlemine benzer şekilde,burada ayrılacak bileşenlerin farklı çözünürlükleri kullanılır. Bununla birlikte, kromatografi durumunda, çözücü, bir taşıyıcı malzeme üzerinde statik bir faz olarak kalır. Hareketli faz yine bir çözelti veya bir taşıyıcı gaz olabilir.
• İyon değiştirme kromatografisi - hareketli faz, çoğunlukla ayrılacak iyonların bir çözeltisidir. Dinlenme fazı katı bir iyon değiştiricidir . İyon değiştiriciler, hareketli fazdaki çeşitli iyonlar arasında farklı kararlılıkta bağlar oluşturur.
  • Şelatlama maddesi kromatografisi , katyon değişim kromatografisinin özel bir şeklidir. Dinlenme fazı, kompleks oluşturan fonksiyonel gruplar aracılığıyla polivalent katyonları seçici olarak bağlar. Alkali ve alkali toprak iyonlarına kıyasla ağır metal iyonlarının seçiciliği yüksektir.
• Eleme etkisi - Dinlenme aşamasında, bileşenleri boyutlarına göre ayıran maddeler kullanılır. Esasen, üç yöntem arasında bir ayrım yapılır.
  • Moleküler Elek Kromatografisi
  • Jel geçirgenlik kromatografisi (jel filtrasyonu)
  • dışlama kromatografisi

Bir elek ile parçacıkların, elek gözeneklerine nüfuz edecek kadar ince "avantajları" vardır. Karşılık gelen kromatografi proseslerinde durum tam tersidir. Yeterince ince parçacıklar, durağan fazın boşluklarında "kaybolabilir" ve bu nedenle, boyutları nedeniyle bu boşluklardan (az ya da çok) dışlanan moleküllerden daha yavaş hareket ederler. Yeterli büyüklükte iseler, yalnızca sıvının hareketli akışında kaldıkları ve asla sıvının sabit kısmında (boşluklarda - örneğin jelde) kaldıkları için gecikmeden göç ederler.

• Afinite kromatografisi - Kovalent olmayan kuvvetler nedeniyle ayrılmaya neden olan sabit faz olarak her analite özel kimyasal bir bileşik kullanılır. Oldukça seçici bir yöntemdir.
  • IMAC (Hareketsizleştirilmiş Metal İyon Afinite Kromatografisi) - Fe, Co, Ga, vb. gibi metal iyonları. bir matrise bağlıdır. Ayırma, analit ve metal iyonları arasındaki farklı etkileşimler yoluyla sağlanır. Bu yöntem özellikle proteinlerin fosforilasyon yoluyla saflaştırılmasında kendini kanıtlamıştır . Metal iyonları olarak çoğunlukla Fe ve Ga kullanılır. Bir süredir titanyum dioksit kolonlarını kullanarak zenginleştirmenin rekabetçi bir süreç olduğu kanıtlanmıştır. Poli-histidin etiketli proteinlerin saflaştırılması için çeşitli IMAC yöntemleri de mevcuttur. Her şeyden önce, zenginleştirme için Ni ve Co iyonları kullanılır.
• Tiyol - disülfid değişim kromatografisi , hareketli fazdaki moleküller üzerindeki tiyol gruplarını kovalent disülfidler olarak geri dönüşümlü olarak bağlamak için dinlenme fazında sıkıca bağlı tiyol gruplarını kullanır. Protein moleküllerinin dışında bulunan bu tiyol grupları, esas olarak bu bağlara katılır.
• Kiral Kromatografi - Kiral moleküllerin ayrılması için . Durağan faz bir içeren enantiomer içine girer bir diastereomerik etkileşim farklı güçlerdeki iki enantiomerinin ile rasemat . İki enantiyomer farklı derecelerde geciktirilir.

Kullanılan fazlara göre sınıflandırma

Hareketli fazlar nedeniyle kromatografi, durağan fazların taşıyıcılarına veya yoğunluğa göre bölünebilen üç alana ayrılabilir.

• Sıvı kromatografisi (İng. Liquid Chromatography, LC)
  • düzlemsel kromatografi
    • Kağıt kromatografisi - Kullanılan katı faz, ya uzanan ya da (çoğunlukla) bir cam kap içinde dikey olarak duran kağıttır. İnce tabaka kromatografisinde olduğu gibi, hareketli faz kılcal kuvvetler nedeniyle hareket eder .
    • İnce tabaka kromatografisi - Katı faz örn. B. Alüminyum veya plastikten veya bir cam levhadan yapılmış esnek bir taşıyıcı film üzerine ince bir tabaka halinde uygulanan silika parçacıkları. Bir varyant, dönen, kaplanmış dairesel bir diske sahip dairesel TLC'dir (özellikle hazırlık amaçları için uygundur).
  • Kolon kromatografısi
    • Alçak Basınç Kromatografisi - Burada kullanılan kolonların çapları bir ile birkaç santimetre arasında değişmektedir. Bu sıvı kromatografi formu esas olarak hazırlayıcı ayırmalar için kullanılır.
    • Yüksek performanslı sıvı kromatografisi ( yüksek basınçlı kromatografi terimi yanlıştır, ancak aynı zamanda çok yaygındır; HPLC Yüksek Performanslı (Basınç) Sıvı Kromatografisi) - Bugün analitikte en yaygın olarak kullanılan ayırma yöntemini temsil eder, aslında yanlış (eski) terimi Yüksek Basınçlı Sıvı Kromatografisi, bu yöntemi düşük basınç veya diğer kromatografi türlerinden ayıran basınçları ifade eder. Sonuçta, burada 5 ml / dak'ya kadar mobil fazın akış hızında 1000 bar'dan daha fazla üretilir, ancak bu, ayırma performansı ile hiçbir ilgisi yoktur, ancak yalnızca eluent karışımını içinde hareket ettirmeye yarar. sütun.
    • Elektrokromatografi - Bu durumda, hareketli faz bir voltaj uygulanarak hareket ettirilir. Bu yöntem henüz geliştirme aşamasındadır ve rutin işlemlerde kullanılmamaktadır. Elektroforez ile karıştırılmamalıdır .
  • membran kromatografisi
    • Bir kromatografik matris ile doldurulmuş bir kolon yerine, uygun bir mahfaza içinde katı faz olarak tek veya çok katmanlı bir zar kullanılır. Mobil faz, 6 bar'a kadar düşük basınçlarda ve kolon kromatografisinde normalden yaklaşık 20 kat daha yüksek akış hızlarında membrandan pompalanır.
• gaz kromatografisi
  • Paketlenmiş Kolonlar - Bir kolonun (uzun boru) içi ince taneli bir malzeme ile doldurulur. Kural olarak, durağan faz, toz taneciklerini kaplayan büyük ölçüde inert ve yüksek kaynama noktalı bir sıvıdan oluşan ince bir filmden oluşur.
  • Kılcal kolonlar - sadece kolon duvarı ince bir sabit faz tabakası ile kaplanmıştır.
    • Sıvı sabit faz
    • Katı sabit faz
• Süper kritik akışkan kromatografisi (SFC süper kritik akışkan kromatografisi) - Mobil faz olarak süper kritik fazındaki (gaz ve sıvı arasındaki durum) bir madde kullanılır. Bu çoğunlukla karbondioksittir. Bu yöntemde, durağan fazları desteklemek için sadece kolonlar kullanılır.

Kromatografinin özellikleri

• sütun uzunluğu ${\ görüntü stili L}$

• Akış süresi ${\ görüntü stili t_ {0}}$

• Saklama süresi ${\ görüntü stili t_ {R}}$

• ${\ ekran stili u}$hareketli fazın kolon boyunca lineer akış hızı olarak adlandırılır, şu şekilde tanımlanır:

${\ displaystyle u = {\ frac {L} {t_ {0}}}}$

• alıkonma faktörü ile tanımlanır${\ görüntü stili k}$

${\ displaystyle k = {\ frac {t_ {R} -t_ {0}} {t_ {0}}}}$

• Seçicilik katsayısı α iki maddenin ayrılması kalitesini gösterir. Kolondaki bileşenlerin alıkonma sürelerine dayanmaktadır . Tutma süresi, söz konusu bileşenin kolonu geçmesi gereken süredir ve maksimum maksimumda gösterilir:${\ görüntü stili t_ {R}}$

${\ displaystyle \ alpha = {\ frac {k_ {2}} {k_ {1}}}}$

• ${\ görüntü stili R}$Bu faz olarak ( ebatları aşağıdaki şekilde hesaplanır iki zirvenin):

${\ displaystyle R = 2 \ cdot \ sol ({\ frac {t_ {R2} -t_ {R1}} {b_ {B2} + b_ {B1}}} \ sağ)}$ veya

${\ displaystyle R = 1 {,} 18 \ cdot \ sol ({\ frac {t_ {R2} -t_ {R1}} {FWHM_ {1} + FWHM_ {2}}} \ sağ)}$

1.18 faktörü, bir Gauss çan eğrisinin ((2 · ln 2) ^0.5 ) yarı genişliğinin taban genişliğine oranından kaynaklanır .

• ${\ görüntü stiliN}$, plakaların veya plakaların sayısı, kolondaki sabit ve hareketli faz arasında ayrılacak maddenin denge ayarlarının sayısını tanımlar. N ne kadar büyükse, belirli bir uzunlukta o kadar fazla denge ayarı yapılabilir, bu da kolonun daha iyi bir ayırma performansı ile sonuçlanır. N, aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanır:

${\ displaystyle N = 16 \ cdot \ sol ({\ frac {t_ {R}} {b_ {B}}} \ sağ) ^ {2} (2 ^ {2} \ cdot 4 = 16)}$ veya

${\ displaystyle N = 5 {,} 55 \ cdot \ sol ({\ frac {t_ {R}} {FWHM}} \ sağ) ^ {2} (1 {,} 18 ^ {2} \ cdot 4 = 8 \ cdot \ ln 2 = 5 {,} 54)}$

${\ görüntü stili b_ {B}}$ : Taban genişliği

${\ görüntü stili FWHM}$ : "Yarım Maksimumda Tam Genişlik" Fwhm

• ${\ görüntü stili n}$: Maksimum kapasite; Belirli bir tepe noktasının k-değeri ile arasındaki bir aralık içinde kaç tepe noktasının teorik olarak birbirinden R = 1.5 çözünürlükle (temel çizgi ayrımı) ayrılabileceğini gösterir.${\ görüntü stili t_ {0}}$

${\ displaystyle n = 1 + {\ frac {\ sqrt {N}} {4}} \ cdot \ ln (1 + k _ {\ metin {max}})}$

• ${\ görüntü stili H}$teorik bir plakanın (HETP - ' teorik bir plakanın yükseklik eşdeğeri' , İngilizce 'teorik bir plakaya eşdeğer yükseklik ') ayırma aşaması yüksekliğini (veya teorik zemin yüksekliğini ) ifade eder ve kolon uzunluğu ile plaka sayısı arasındaki orandır : ${\ görüntü stili L}$${\ görüntü stiliN}$

${\ displaystyle H = {\ frac {L} {N}}}$

Pratik değerler 0,1 ila 0,5 mm aralığındadır.

Bölme yüksekliği H

Bir kromatografik kolonun ayırma aşaması yüksekliği, kolonun ayırma verimliliğinin bir ölçüsüdür. Kromatografik dengenin kurulduğu ayırma kolonunun hayali bölümü, ayırma aşaması olarak düşünülebilir. Bu tür denge ayarları "kolon üzerinde boşluk" ne kadar fazla olursa, ayırma aşamasının yüksekliği o kadar düşük ve kolonun ayırma verimliliği o kadar yüksek olur. Analitik koşullar altında düşük bir plaka yüksekliği elde etmek için aşağıdaki ön koşullar gereklidir:

1. Adsorpsiyon veya dağılımın hızlı dengesi beklenir. Bu nedenle partikül çapı mümkün olduğunca küçük olmalıdır.
2. Kolon boyunca sabit sıcaklık. Bunun için kolon termostatı kullanılabilir.
3. Sabit debi: Bunun için 400 bar'a kadar bir pistonlu pompa kullanılır.
4. Doğrusal adsorpsiyon aralığı: Kromatografi sırasında sabit faz aşırı yüklenmemelidir.
5. İhmal edilebilir difüzyon arzu edilir, ancak ne yazık ki deneysel olarak elde edilemez. Bu nedenle, özellikle küçük çaplı parçacıklara sahip mümkün olduğunca düzenli salmastralar kullanılır.

Yüksek performanslı sıvı kromatografisi için Van Deemter denklemi , eluentin akış hızının bir fonksiyonu olarak ayırma aşamasının yüksekliğini belirlemek için kullanılabilir :

${\ displaystyle H = A + {\ frac {B} {u_ {x}}} + C \ cdot u_ {x}}$

hangi:

• ${\ görüntü stili H}$ ayırma adımı yüksekliği,
• ${\ görüntü stili u_ {x}}$ lineer akış hızıdır.
• ${\ görüntü stili A}$- Terim , salmastra boyunca farklı akış yollarının neden olduğu girdap difüzyonunu hesaba katar . Aşağıdakiler geçerlidir: nerede ${\ displaystyle A = 2 \ cdot p \ cdot d}$
  • ${\ görüntü stili p}$ paketleme faktörü,
  • ${\ görüntü stili d}$ parçacık çapını gösterir.
• Terimi alır dikkate boyuna difüzyon. Boyuna difüzyon, analit moleküllerinin ayırma aşamasının her iki yönündeki difüzyonudur. Aşağıdakiler geçerlidir: nerede: ${\ görüntü stili B}$${\ displaystyle B = 2 \ kez D \ kez L}$
  • ${\ görüntü stili D}$ mobil fazdaki difüzyon sabiti ve
  • ${\ görüntü stili L}$labirent faktörüdür. Labirent faktörü, durağan fazın gözenek yapısını dikkate alır.
• terimi alır dikkate tepe genişlemesine bağlı olarak mobil ve sabit fazlar arasında denge yavaş kurulması. Durağan fazın gözenekleri boyunca difüzyon sabiti de dikkate alınmalıdır. geçerlidir${\ görüntü stili C}$${\ görüntü stili D_ {s}}$${\ displaystyle C = {\ frac {\ frac {t_ {s}} {t_ {m}}} {(1 + {\ frac {t_ {s}} {t_ {m}}}) ^ {2}} } \ cdot {\ frac {d ^ {2}} {D_ {s}}}}$

tepe simetri

Teorik olarak, her madde bir kromatografi kolonunu keskin bir elüsyon çizgisi olarak bırakmalıdır. Ancak çeşitli nedenlerle kromatografik pikler her zaman belirli bir genişliğe sahiptir. İdeal durumda, bir Gauss çan eğrisi şeklindedirler. Ancak pratikte, tepe noktalarının bu ideal şekilden saptığı ve az ya da çok asimetrik göründüğü sıklıkla olur. Zirve ön yükselişi zirve sonbaharda daha dik olduğu bir asimetri "olarak adlandırılır atık yükselişi etkileyen sonbahar "önü" ya da "olarak adlandırılır daha az dik iken," lider ". Tepe simetrisinin bir ölçüsü olan kuyruk faktörü, tepe maksimumdan taban çizgisine dikin düşürülmesi ve belirli bir yükseklikte, genellikle tepe yüksekliğinin %10'u, tepe cephesine olan mesafeler (a) ile belirlenir. ve belirlenen tepe ucuna (b) kadar. Daha sonra, farklı hesaplama formülleri (örneğin IUPAC veya USP'ye göre ) kullanılarak iki değerin bölümü oluşturulur :

İdeal bir "Gauss zirvesi" 1 değerine ulaşır, 1'in üzerindeki değerler "izleme" anlamına gelirken, 1'in altındaki değerler "ön" anlamına gelir.

prosedür

• Sıvı kromatografisi
  • İnce tabaka kromatografisi
  • Kağıt kromatografisi
  • Kolon kromatografısi
    • Jel geçirgenlik kromatografisi
    • anyon değişim kromatografisi
• gaz kromatografisi
• ön kromatografi
• çok boyutlu kromatografi

Edebiyat

• Karl Kaltenböck: Yeni başlayanlar için kromatografi , Weinheim: Wiley-VCH-Verlag, Weinheim 2008, ISBN 978-3-527-32119-3 .
• Haleem J. Issaq (Ed.): A Century of Separation Science , Marcel Dekker, New York 2002, ISBN 0-8247-0576-9 ( kısmen Google Books aracılığıyla çevrimiçi olarak erişilebilir , kromatografi tarihi üzerine kapsamlı cilt)
• Andreas Heintz: Karışımların Termodinamiği . Springer-Verlag GmbH, Almanya 2017, ISBN 978-3-662-49923-8 , 1.17 Termodinamik Kromatografi Teorisi, s. 78 vd . 

İnternet linkleri

• Analitik kimya - chemgapedia.de'de kromatografi
• LC sistemleri için üreticilere kapsamlı bir genel bakış
• IUPAC isimlendirmesi için temel Almanca kromatografik terimler ( Memento 10 Temmuz 2007 yılında Internet Archive )